Méthodes d'analyse et de dépannage des défauts des transformateurs

 

TransformersLes transformateurs, éléments essentiels des réseaux électriques, assurent des fonctions critiques telles que la transformation de la tension, la régulation du courant et l'isolation électrique. Leur fonctionnement stable est primordial pour garantir la sécurité et l'efficacité des réseaux électriques. Les sections suivantes présentent une analyse détaillée de la gestion de l'exploitation des transformateurs, des méthodes courantes de détection des défauts et des procédures de dépannage.

 

 

Procédures de préparation et d'inspection de la mise en service des transformateurs

 

Avant la mise en service d'un transformateur, une inspection complète doit être effectuée afin de vérifier son aptitude à un fonctionnement optimal :

 

Inspection des fixations et des connexions : procéder à un examen approfondi de toutes les fixations à l’intérieur et à l’extérieur du transformateur, en particulier aux points de connexion critiques tels que les bornes de câblage et les barres omnibus. Veiller à appliquer un couple de serrage approprié afin d’éviter d’endommager le filetage et de prévenir tout grippage dû à une incompatibilité de matériaux entre les boulons et les écrous.

 

Vérification de l'installation des composants : Valider la bonne réinstallation de tous les composants démontés pendant le transport ou l'installation, inspecter les conduits de refroidissement internes pour s'assurer qu'ils sont exempts de débris et confirmer l'absence d'outils résiduels à l'intérieur de l'enceinte du transformateur.

 

Inspection des dispositifs de contrôle de température : Vérifiez que les câbles de commande des régulateurs et indicateurs de température sont éloignés des surfaces des serpentins et des pièces sous tension. Refixez-les si nécessaire pour éviter toute interférence.

 

Circuit de refroidissementInspection des équipements auxiliaires : vérifier le bon fonctionnement des ventilateurs de refroidissement, des dispositifs de régulation de température et des systèmes auxiliaires. Vérifier en particulier le sens de rotation des ventilateurs afin de s’assurer que le flux d’air est dirigé vers le haut depuis la base des enroulements du transformateur.

 

Essais de pré-mise en service du transformateur

 

Afin de vérifier la conformité aux spécifications de conception, les essais obligatoires suivants doivent être effectués avant la mise en service du transformateur :

 

Mesure de la résistance en courant continu : Effectuer des mesures de résistance d’enroulement sur toutes les positions de prise pour vérifier la conformité aux spécifications de conception.

 

Mesure du rapport de tension : Vérifier la précision detransformation de tensionvérifier les rapports et confirmer l'exactitude de la désignation du groupe vectoriel par des contrôles de polarité et de séquence de phase.

 

Test de résistance d'isolation : Effectuer un test diélectrique entre le noyau et les structures de fixation pour vérifier l'intégrité de l'isolation.

 

Test de résistance d'isolement des enroulements : Mesurer la résistance d'isolement des enroulements pour vérifier la conformité aux normes de sécurité électrique.

 

Essai de tenue diélectrique à fréquence industrielle : pour les transformateurs réparés sur site et remis en service, l’essai de tenue diélectrique doit être effectué à 80 % du niveau de tension d’essai d’usine d’origine, conformément aux exigences de la clause 10 de la norme IEC 60076-3.

 

Précautions pour le fonctionnement en toute sécurité des transformateurs

 

Inspection du système de mise à la terre : Procéder à une inspection rigoureuse du système de mise à la terre après son installation afin de vérifier son fonctionnement sûr et fiable.

 

Barrières de sécurité : Les transformateurs dépourvus de protection par enveloppe doivent être équipés de barrières d’isolation afin d’empêcher tout contact direct avec les pièces sous tension et d’atténuer les risques d’électrocution.

 

Exploitation par du personnel qualifié : L’installation, la mise en service et la maintenance des transformateurs doivent être effectuées exclusivement par des professionnels certifiés afin de garantir le respect des normes d’exploitation et des protocoles de sécurité.

 

Précautions à prendre avant la mise en service d'un transformateur

 

Activation du système de contrôle de température : avant la mise sous tension, calibrez et testez le régulateur de température ou l’unité d’affichage de la température pour vérifier son bon fonctionnement.

 

Procédure de mise sous tension : Fermer les disjoncteurs lorsque le transformateur est hors charge. Activer le relais de protection contre les surintensités instantanées lors de la mise sous tension afin de limiter les effets du courant d’appel.

 

Augmentation progressive de la charge : Après la mise en service, la charge doit être augmentée progressivement et surveillée afin de détecter tout bruit ou vibration anormaux et d’éviter les augmentations soudaines de charge.

 

Protocole d'atténuation de l'humidité : Pour les transformateurs hors tension exposés à une humidité ambiante > 80 % HR.

 

Pannes courantes des transformateurs et mesures correctives

 

Défaut de surchauffe : Cela inclut la surchauffe localisée et l’élévation excessive de la température globale. Vérifiez la charge, le courant et les conditions de dissipation thermique.

 

Défauts de décharge : peuvent se manifester sous forme de décharge partielle, de décharge d’arc ou de décharge d’étincelles ; généralement associés à des problèmes d’isolation.

 

Défaut d'isolation : tel qu'une défaillance ou une dégradation des performances de l'isolation ; les matériaux isolants endommagés doivent être inspectés et remplacés rapidement.

 

Autres défauts : notamment bruits anormaux, dysfonctionnements des protections, fuites d’huile, etc.

 

Méthodes de détection des pannes :

 

Inspection visuelle : Vérifier le courant de charge, les changements de couleur de l'huile et l'aspect extérieur pour détecter toute anomalie (par exemple, fuite d'huile, décoloration).

 

Surveillance auditive : Écoutez les bruits anormaux pendant le fonctionnement (par exemple, des bourdonnements irréguliers, des crépitements ou des sifflements).

 

Mesures électriques : Mesurer la résistance triphasée en courant continu et la résistance d'isolement pour évaluer si les valeurs se situent dans la plage normale.

 

 

Correction des défauts de performance d'isolation

 

La diminution des performances d'isolation est un défaut courant des transformateurs, notamment en milieu humide. L'essai de résistance d'isolation doit être réalisé dans des conditions appropriées, conformément aux valeurs normalisées suivantes :

 

HT vers BT et terre : ≥ 300 M Ω (10 kV), ≥ 1000 M Ω (35 kV).

Résistance HT à la terre : ≥100 MΩ.

Pour la mise à la terre des éléments principaux/accessoires, veuillez vous référer à la documentation du fabricant.

 

Si un transformateur présente une infiltration d'humidité ou de la condensation (par exemple, des gouttelettes visibles sur les surfaces en résine époxy ou les composants du noyau), un séchage immédiat est nécessaire pour rétablir l'intégrité de l'isolation, quelle que soit sa valeur actuelle de résistance d'isolation.

 

 

Protocole d'atténuation des bruits anormaux des transformateurs

 

Le fonctionnement normal d'un transformateur produit un bourdonnement dont le volume varie en fonction de la charge. En cas de bruit anormal, une analyse plus approfondie est nécessaire.

 

Desserrage du noyau : Produit des bruits de cliquetis ou de sifflement dus à des lamelles non fixées ou à un couple de serrage insuffisant des boulons.

 

Noyau non mis à la terre : Génère des claquements sonores dus à l’accumulation d’électricité statique entre le noyau et le réservoir.

 

Défauts de contact des commutateurs : provoquent des grincements ou des craquements dus à des arcs électriques dans les changeurs de prises ou les joints de barres omnibus.

 

Décharge des conducteurs/enroulements : Émet des arcs électriques audibles et crépitants en raison de la rupture de l’isolation dans les régions à haute tension.

 

Douilles contaminées : Déclenchent une décharge corona sifflante due à l'accumulation d'huile/particules en surface.

 

Dépannage des dysfonctionnements du contrôle de la température

 

Panne de mise sous tension : vérifiez l’alimentation électrique, les fusibles, les connexions des bornes et l’état de l’interrupteur.

 

Absence d'affichage de la température : vérifiez la connexion et la résistance du capteur.

 

Écart de température : Vérifiez l’installation des capteurs et des sources d’interférences.

 

Panne de communication : vérifiez la ligne de communication et contactez le support technique du fournisseur.

 

Solutions d'atténuation des déséquilibres de tension triphasés

 

Un déséquilibre de tension triphasé est souvent dû à des défauts de mise à la terre ou à un déséquilibre de charge. Les solutions comprennent :

 

Mise à la terre multipoint pour la réduction des pertes sur la ligne neutre : Mettre en œuvre une mise à la terre multipoint dans les réseaux de distribution basse tension afin de réduire les pertes de puissance sur la ligne neutre en optimisant les chemins de retour du courant et en minimisant l’impédance.

 

Transformateur monophasé Déploiement : Utiliser des transformateurs monophasés dans les zones à charges monophasées dominantes (par exemple, les zones résidentielles) afin d'isoler les courants déséquilibrés et d'éviter les interférences harmoniques.

 

Surveillance et équilibrage de la charge : Effectuer des mesures de charge périodiques à l’aide de pinces ampèremétriques afin de quantifier les écarts de courant entre les phases.

 

Traitement de gestion des variations de couleur de l'huile et des fuites

 

Noircissement de l'huile : Le noircissement de l'huile (par exemple, le passage de l'ambre au brun/noir) indique une absorption d'humidité et une dégradation par oxydation, entraînant une réduction de la rigidité diélectrique et une augmentation de l'acidité. Remplacez rapidement l'huile dégradée afin de prévenir un vieillissement accéléré de l'isolation et une panne potentielle de l'équipement.

 

Fuite d'huile : Déterminer s'il convient de poursuivre l'exploitation et d'organiser la maintenance en fonction de la fuite d'huile, ou d'arrêter immédiatement le système et de faire l'appoint d'huile.

 

En conclusion, le fonctionnement stable des transformateurs est la pierre angulaire de la fiabilité des réseaux électriques. Grâce à des inspections rigoureuses, un diagnostic et une résolution rapides des pannes, ainsi qu'une maintenance proactive, la durée de vie des transformateurs peut être prolongée, les taux de défaillance minimisés et la sécurité et l'efficacité des réseaux électriques garanties.